TWI778257B - 液壓式電能轉換設備 - Google Patents

Abstract

一種液壓式電能轉換設備，包含：一電動馬達；一油壓驅動系統，包括一油壓幫浦以及一油壓馬達，油壓幫浦的一輸入軸連接於電動馬達的一輸出軸，油壓馬達受來自油壓幫浦的液壓油推動而轉動油壓馬達的一輸出軸；一油箱，供應液壓油至油壓幫浦並接收來自油壓馬達的液壓油；以及一發電機，受油壓馬達的輸出軸帶動而發電。透過油壓驅動系統作為中介，使得電動馬達帶動發電機發電。

Description

液壓式電能轉換設備

本發明相關於一種電能轉換設備，特別是相關於一種液壓式電能轉換設備。

電力在人類的日常生活中已是不可或缺的能量來源，各種產業的蓬勃發展亦有賴於電力供應。然而，電能往往要經過轉換，才能符合各種的使用需求。習知技術中，電能轉換設備具有各種形式，包括：逆變器、整流器、電動發電機(motor-generator)……等。各種形式的電能轉換設備各有優缺點而有不同的適用之處，若能夠設計出別具特色的電能轉換設備，將能夠提供使用者更多元的選擇。

因此，本發明的目的即在提供一種液壓式電能轉換設備，與習知電能轉換設備採用不同的形式，亦能夠將電能轉換。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種液壓式電能轉換設備，包含：一電動馬達；一油壓驅動系統，包括一油壓幫浦以及一油壓馬達，該油壓幫浦的一輸入軸連接於該電動馬達的一輸出軸，該油壓馬達連接於該油壓幫浦而受來自該油壓幫浦的液壓油推動而轉動該油壓馬達的一輸出軸；一油箱，連接於該油壓幫浦及該油壓馬達，以供應該液壓油至該油 壓幫浦並接收來自該油壓馬達的該液壓油；以及一發電機，連接於該油壓馬達的該輸出軸，以受該油壓馬達的該輸出軸帶動而發電。

在本發明的一實施例中係提供一種液壓式電能轉換設備，該油壓驅動系統為複數個而為依序連接，排序在前的該油壓驅動系統的該油壓馬達的該輸出軸連接於排序在後的該油壓驅動系統的該油壓幫浦的該輸入軸。

在本發明的一實施例中係提供一種液壓式電能轉換設備，該油壓幫浦及該油壓馬達所連接的該油箱為共通。

在本發明的一實施例中係提供一種液壓式電能轉換設備，更包括一冷卻裝置，設置於該油箱。

在本發明的一實施例中係提供一種液壓式電能轉換設備，該冷卻裝置為水冷式。

在本發明的一實施例中係提供一種液壓式電能轉換設備，該電動馬達為直流馬達。

在本發明的一實施例中係提供一種液壓式電能轉換設備，該電動馬達為交流馬達。

經由本發明的液壓式電能轉換設備所採用之技術手段，透過油壓驅動系統作為中介，使得電動馬達帶動發電機發電。詳細而言，油壓幫浦的輸入軸的轉速與油壓馬達的輸出軸的轉速、扭矩可為相異，使得轉速不同的電動馬達與發電機能夠匹配。依據電動馬達與發電機的選用，本發明的液壓式電能轉換設備具有將交流電轉直流電、直流電轉交流電、改變交流電的頻率……等不同功能。

100:液壓式電能轉換設備

100a:液壓式電能轉換設備

1:電動馬達

11:輸出軸

2:油壓驅動系統

21:油壓幫浦

211:輸入軸

22:油壓馬達

221:輸出軸

3:油箱

4:發電機

41:轉軸

5:冷卻裝置

〔第1圖〕為顯示根據本發明的第一實施例的液壓式電能轉換設備的立體示意圖；〔第2圖〕為顯示根據本創作的第一實施例的液壓式電能轉換設備的前段部分的立體示意圖；〔第3圖〕為顯示根據本創作的第一實施例的液壓式電能轉換設備的中段部分的立體示意圖；〔第4圖〕為顯示根據本創作的第一實施例的液壓式電能轉換設備的後段部分的立體示意圖；〔第5圖〕為顯示根據本發明的第二實施例的液壓式電能轉換設備的立體示意圖。

以下根據第1圖及第5圖，而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。

如第1圖所示，依據本發明的一實施例的一液壓式電能轉換設備100，包含：一電動馬達1；一油壓驅動系統2，各個油壓驅動系統2包括一油壓幫浦21以及一油壓馬達22，油壓幫浦21的一輸入軸211連接於電動馬達1的一輸出軸11，油壓馬達22連接於油壓幫浦21而受來自油壓幫浦21的液壓油推動而轉動油壓馬達22的一輸出軸221；一油箱3，連接於至各個油壓驅動系統2的油壓幫浦21及油壓馬達22，以供應液壓油至各個油壓驅動系統2的油壓幫浦21並接收來自各個油壓驅動系統2的油壓馬達22的液壓油，而使該液壓油在各個油壓驅動系統2及油箱3之間係皆以油箱3、油壓幫浦21、油壓馬達22、油箱3的流動次序而循環；以及一發電機4，連接於油壓馬達22的輸出軸221，以受油壓馬達22的輸出軸221帶動而發電。

詳細而言，電動馬達1接受一外部電力而轉動電動馬達1的輸出軸11。電動馬達1可以是直流馬達或交流馬達，而接收不同類型的外部電力。

電動馬達1透過油壓驅動系統2調整轉速及扭矩。油壓驅動系統2驅動發電機4而使得發電機4能夠輸出調整的電能。電動馬達1與油壓驅動系統2中的油壓幫浦21是以齒輪連接。詳細而言，油壓驅動系統2中的油壓幫浦21受電動馬達1的輸出軸11帶動，而自油箱3入油，並將高壓的液壓油從油壓幫浦21輸入油壓馬達22。電動馬達1的輸出軸11上的中齒輪帶動齒輪組中相同齒數的中齒輪，齒輪組中的大齒輪與齒輪組中的中齒輪轉速相同而同步運轉，齒輪組中的大齒輪再帶動油壓幫浦21的輸入軸211上的小齒輪，使得油壓幫浦21的輸入軸211的轉速高於電動馬達1的輸出軸11。油壓馬達22受來自油壓幫浦21的液壓油推動而轉動油壓馬達22的輸出軸221。提供高壓液壓油至油壓馬達22的油壓幫浦21與油壓馬達22的馬力為匹配。

在本實施例中，在電動馬達1的輸出軸11與發電機4的轉軸41之間前後串接有二個油壓驅動系統2。也就是，油壓幫浦21及油壓馬達22分別具有二個而為依序交錯連接。二個油壓驅動系統2之間設有齒輪組用以變速。透過前後的油壓驅動系統2二次調整轉速及扭矩，能有較大的可調範圍。詳細而言，油壓馬達22的輸出軸221的中齒輪帶動齒輪組中相同齒數的中齒輪，齒輪組中的大齒輪與齒輪組中的中齒輪轉速相同而同步運轉，齒輪組中的大齒輪再帶動油壓幫浦21的輸入軸211上的小齒輪，使得油壓幫浦21的輸入軸211的轉速高於透過齒輪組所連接之油壓馬達22的輸出軸221。而在其他實施例中，油壓驅動系統2也可以為一個，或者是前後串接三個以上。

如第1圖所示，所有的油壓幫浦21及油壓馬達22所連接的油箱3為共通，液壓油於液壓式電能轉換設備100循環，而無須自外部供油。

發電機4可以是直流發電機或交流發電機，而輸出不同類型的電力。依據電動馬達1與發電機4的選用，本發明的液壓式電能轉換設備100具有將交流電轉直流電、直流電轉交流電、改變交流電的頻率等不同功能。

如第4圖所示，油壓馬達22與發電機4之間設有齒輪組用以變速，使得發電機4的轉軸41的轉速高於油壓馬達22之輸出軸221。

如第5圖所示，依據本創作的第二實施例的液壓式電能轉換設備100a，其結構與第一實施例的液壓式電能轉換設備100大致相同，差別在於：額外裝設有冷卻裝置5。冷卻裝置5設置於油箱3，使得液壓油的油溫受到控制。藉由冷卻裝置5，本發明的液壓式電能轉換設備100a能夠長時間運作。在本實施例中，冷卻裝置5為利用冷卻液體的水冷式冷卻裝置。而在其他實施例中，冷卻裝置5也可以是風冷式或複合式冷卻裝置。

藉由上述結構，透過油壓驅動系統2作為中介，使得無法直接連接的電動馬達1與發電機4能夠匹配，而能使發電機4發電。依據電動馬達1與發電機4的選用，本發明的液壓式電能轉換設備能具有不同功能。

技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其他之修改，惟此些修改仍應是為本發明之發明精神而在本發明之權利範圍中。

100:液壓式電能轉換設備

1:電動馬達

11:輸出軸

2:油壓驅動系統

21:油壓幫浦

211:輸入軸

22:油壓馬達

221:輸出軸

3:油箱

4:發電機

41:轉軸

Claims (7)

1. 一種液壓式電能轉換設備，包含：一電動馬達；一個或複數個油壓驅動系統，各個該油壓驅動系統包括一油壓幫浦以及一油壓馬達，該油壓幫浦的一輸入軸連接於該電動馬達的一輸出軸，該油壓馬達連接於該油壓幫浦而受來自該油壓幫浦的液壓油推動而轉動該油壓馬達的一輸出軸；一油箱，連接至各個該油壓驅動系統的該油壓幫浦及該油壓馬達，以供應該液壓油至各個該油壓驅動系統的該油壓幫浦並接收來自各個該油壓驅動系統的該油壓馬達的該液壓油，而使該液壓油在各個該油壓驅動系統及該油箱之間係皆以該油箱、該油壓幫浦、該油壓馬達、該油箱的流動次序而循環；以及一發電機，連接於該油壓馬達的該輸出軸，以受該油壓馬達的該輸出軸帶動而發電。
2. 如請求項1之液壓式電能轉換設備，其中該油壓驅動系統為複數個而為依序連接，相鄰排序在前的該油壓驅動系統的該油壓馬達的該輸出軸連接於相鄰排序在後的該油壓驅動系統的該油壓幫浦的該輸入軸。
3. 如請求項1或2之液壓式電能轉換設備，其中該油壓幫浦及該油壓馬達所連接的該油箱為共通。
4. 如請求項1之液壓式電能轉換設備，更包括一冷卻裝置，設置於該油箱。
5. 如請求項4之液壓式電能轉換設備，其中該冷卻裝置為水冷式。
6. 如請求項1之液壓式電能轉換設備，其中該電動馬達為直流馬達。
7. 如請求項1之液壓式電能轉換設備，其中該電動馬達為交流馬達。

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